艺术家插图描绘火星的terraforming——转变为一个更类似地球的世界。（图片来源：Daein Ballard, CC BY-SA）科罗拉多州戈尔登——科学家们正在进行研究，目的是将寒冷的火星气候变成一个对地球人类更加宜居的地方。一种提出的想法是扩散一种气溶胶，旨在帮助加热火星的气氛。这一构想被预测为火星terraforming的第一步。最近兴起的新研究领域是“应用天体生物学”，它试图评估在地球以外创建可持续栖息地和生物圈所需的条件。科学家们绘制了一份研究蓝图，以评估加热红色星球的可行性，概述了使火星成为生命能够繁荣的太空之地所需的条件。重要的是，这条路线图并不假设加热火星是可取的。而是其目的是确定加热火星所需的条件、成本及可能出现的问题。保持开放选项 芝加哥大学地球物理科学副教授埃德温·凯特在科罗拉多矿业学院举行的太空资源圆桌会议上详细介绍了这一计划，会议于6月2日至6月5日举行。凯特的演讲展示了一个任务概念原型，以验证气溶胶扩散对加热火星大气作为火星terraforming第一步的可行性。“在地球以外创建可持续的栖息地和生物圈是一个巨大的科学和技术挑战，但如果我们想在地球之外延续生命，就必须克服这个挑战，”凯特告诉Space.com。“我们目前还不知道足够的信息来从零开始创建一个生物圈，”他补充道。“应用天体生物学，像行星科学一样，需要许多学科的贡献。”凯特表示，相对适度的研究投资可以保持在科学探索火星的过程中延续生命的选项。凯特向Space.com解释道，这个路线图确定了加热火星的几种方法。他指出，固态温室膜提供了最直接的好处，可以直接应用于在火星人类基地的水分农业和生命支持。凯特指出，增强火星的自然温室效应可能会加热全球的大面积区域，尽管许多方面仍需解决。他补充说，每种方法都带有科学和技术风险，研究必须解决这些问题。这位艺术家的观点展示了未来人类参与火星发展的潜在选择。最初，加热仅发生在靠近人类基地的区域。固态温室膜从地下冰中收集液态水。轨道反射器增加阳光，而一座试点工厂则制造工程气溶胶。（图片来源：E.S. Kite等）一个世纪的过程 然而，火星是否能支持生物圈尚不清楚。但是，如果激活，火星上的生物圈将帮助维持大量人类在地球外的基地，这将激发一个长达数世纪的大气氧气积累过程。关于加热火星的可能性提出的问题众多。但凯特认为，立即尚未解答的问题是可以识别的，并且可以通过集中研究活动来解决。他承认，推动前进的共识需要在两个方面获得更多数据：火星在未来是否能够支持生命，以及火星今天是否存在生命。凯特建议，加热火星的方法本质上是模块化的，因为它可以在多个地点并行进行。这个努力的一个方面可能涉及轨道反射器，用于加热中等大小的区域，例如人类基地。原型进展 凯特还是位于加州伯克利的阿斯特拉学院的驻地研究员，该学院成立的目的是引导科学和技术走向富裕的未来。他还是美国国家航空航天局（NASA）好奇号火星探测器使命的参与科学家，自2012年8月以来一直在探索红色星球。凯特和他的研究团队正在策划在火星上的潜在技术演示，这是一个自动化的有效载荷，旨在测试气溶胶释放概念。它将释放不到2磅（约1千克）的亚微米人工颗粒，并激光追踪这种释放到大约1500英尺（500米）的高度，以确认云羽在火星天空中的上升。凯特表示，分散装置的要求尤其具有挑战性。例如，研究人员需要证明其在地球上有效，然后才能启动对火星的演示任务。凯特表示已经取得了“原型进展”，已经设计和建造了用于快速部署的实验设置。为了试运行颗粒分散概念和云羽追踪技术，该计划呼吁今年使用NASA位于加州艾姆斯研究中心的行星风动实验室（PAL）。PAL是一个独特的设施，用于支持在不同行星环境下进行实验。